Ho3+/Tm3+/Yb3+ 이온들이 동시 첨가된 CaWO4의 white up-conversion 방출

Abstract

Solar cell 효율 증대와 LED device 및 3D display, 차세대 bio-labeling등 넓은 분야에 적용 가능한 up-conversion 형광체는 NIR (near infra red rays) 영역대의 낮은 에너지 파장을 받아 거쳐 가시 광 영역대의 높은 에너지 파장을 방출하는 것으로서, 일반적이지 않은 anti-stoke type emission이다. 최근 적외선 레이저 다이오드가 개발된 이후 up-conversion 형광체에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는, Yb3+이온의 농도는 고정하고, Ho3+과 Tm3+이온의 농도를 변화하여, Ho3+/Tm3+/Yb3+ 이온들을 동시 첨가한 CaWO4 분말을 microwave irradiation을 주사한 sol-gel 방법으로 합성하였다. 합성된 분말들은 XRD (x-ray diffraction) 을 이용하여 구조 분석을 실시하였다. 또한 photo luminescence spectrophotometer을 이용하여 980 ㎚의 적외선을 조사 시 나타나는 광 특성을 분석 하였고, CIE chromaticity diagram 및 사진을 통하여 두 활성제 이온의 농도가 변화함에 따라 색 좌표계에서 위치 변화 및 발광하는 색상의 차이를 확인하였다. 그리고 pump power dependence 값을 측정하여 분말의 RGB 방출이 몇 photon을 통해 나타나는지 확인하였고, 이를 통해 CaWO4:Ho3+/Tm3+/ Yb3+의 분말 내에서 발생하는 메커니즘에 대해 상세히 기술하였다.